#include <Arduino.h>

// Параметры ШИМ
#define PWM_FREQUENCY 1000     // Частота ШИМ 1 кГц
#define PWM_MAX_VALUE 1000     // Максимальное значение ШИМ (100%)
#define PWM_RESOLUTION 10      // Разрешение ШИМ (10 бит = 0-1023)

// Пины для ШИМ (используем пины с поддержкой ШИМ на STM32)
const int pwmPins[] = {PA0, PA1, PA2, PA3};  // 4 канала ШИМ
const int ledPins[] = {PB0, PB1, PB2, PB3};  // Светодиоды для визуализации

int pwmValues[4] = {0, 0, 0, 0};  // Текущие значения ШИМ
int direction[4] = {1, 1, 1, 1};  // Направление изменения яркости

// Функция для настройки ШИМ
void setupPWM() {
  // Настройка пинов ШИМ как выходов
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    pinMode(pwmPins[i], OUTPUT);
    analogWriteResolution(PWM_RESOLUTION);
    analogWriteFrequency(PWM_FREQUENCY);
    analogWrite(pwmPins[i], 0);  // Начальное значение 0%
  }
  
  // Настройка светодиодов как выходов
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    pinMode(ledPins[i], OUTPUT);
    digitalWrite(ledPins[i], LOW);
  }
  
  // Настройка встроенного светодиода
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
}

// Функция для демонстрации различных режимов ШИМ
void demoPWM() {
  static unsigned long lastUpdate = 0;
  static int demoPhase = 0;
  unsigned long currentTime = millis();
  
  if (currentTime - lastUpdate >= 50) {  // Обновление каждые 50 мс
    lastUpdate = currentTime;
    
    switch(demoPhase) {
      case 0:  // Плавное увеличение яркости всех светодиодов
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
          pwmValues[i] += 10;
          if (pwmValues[i] > PWM_MAX_VALUE) {
            pwmValues[i] = PWM_MAX_VALUE;
            demoPhase = 1;
          }
          analogWrite(pwmPins[i], pwmValues[i]);
          digitalWrite(ledPins[i], pwmValues[i] > 0 ? HIGH : LOW);
        }
        break;
        
      case 1:  // Плавное уменьшение яркости
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
          pwmValues[i] -= 10;
          if (pwmValues[i] < 0) {
            pwmValues[i] = 0;
            demoPhase = 2;
          }
          analogWrite(pwmPins[i], pwmValues[i]);
          digitalWrite(ledPins[i], pwmValues[i] > 0 ? HIGH : LOW);
        }
        break;
        
      case 2:  // Бегущий огонь с ШИМ
        static int runningLED = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
          if (i == runningLED) {
            pwmValues[i] = PWM_MAX_VALUE;
          } else {
            pwmValues[i] = pwmValues[i] > 0 ? pwmValues[i] - 100 : 0;
          }
          analogWrite(pwmPins[i], pwmValues[i]);
          digitalWrite(ledPins[i], pwmValues[i] > 0 ? HIGH : LOW);
        }
        runningLED = (runningLED + 1) % 4;
        demoPhase = 3;
        break;
        
      case 3:  // Разные уровни яркости
        analogWrite(pwmPins[0], PWM_MAX_VALUE * 0.25);  // 25%
        analogWrite(pwmPins[1], PWM_MAX_VALUE * 0.50);  // 50%
        analogWrite(pwmPins[2], PWM_MAX_VALUE * 0.75);  // 75%
        analogWrite(pwmPins[3], PWM_MAX_VALUE);         // 100%
        
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
          digitalWrite(ledPins[i], analogRead(pwmPins[i]) > 0 ? HIGH : LOW);
        }
        demoPhase = 4;
        break;
        
      case 4:  // Мигание с разной скважностью
        static bool pulseState = false;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
          if (pulseState) {
            analogWrite(pwmPins[i], PWM_MAX_VALUE / (i + 1));
          } else {
            analogWrite(pwmPins[i], 0);
          }
          digitalWrite(ledPins[i], analogRead(pwmPins[i]) > 0 ? HIGH : LOW);
        }
        pulseState = !pulseState;
        demoPhase = 0;
        break;
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Лабораторная работа №3: Генерация ШИМ");
  Serial.println("Демонстрация различных режимов ШИМ");
  
  setupPWM();
  
  Serial.println("Параметры ШИМ:");
  Serial.print("Частота: "); Serial.print(PWM_FREQUENCY); Serial.println(" Гц");
  Serial.print("Разрешение: "); Serial.print(PWM_RESOLUTION); Serial.println(" бит");
  Serial.print("Максимальное значение: "); Serial.println(PWM_MAX_VALUE);
}

void loop() {
  demoPWM();
  
  // Дополнительно: управление через Serial Monitor
  if (Serial.available()) {
    char command = Serial.read();
    switch(command) {
      case '0': analogWrite(pwmPins[0], 0); break;
      case '1': analogWrite(pwmPins[0], PWM_MAX_VALUE/4); break;
      case '2': analogWrite(pwmPins[0], PWM_MAX_VALUE/2); break;
      case '3': analogWrite(pwmPins[0], PWM_MAX_VALUE); break;
      case 'r': setupPWM(); break;  // Сброс
    }
  }
}